什么是臭氧层空洞?

在20世纪中叶,对人类对环境效力的集体兴趣已经开始出现。科学家们敏锐地观察了社会在地球自然过程中的干扰。在1970年代,这项研究导致了一些有趣的观察臭氧层和地球的臭氧孔。

该层存在于大气中,并且它可以防止过度的UV辐射进入地球。注意到,臭氧在平流层中存在稳定下降,由臭氧层组成。他们还注意到臭氧耗尽在地球的两极上,称为臭氧孔。

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一层叫做臭氧的气体位于离地球表面25-30公里的地方。臭氧由氧气组成,在大气中自然产生。随着大气中臭氧的减少,它导致臭氧层变得越来越薄。臭氧层越薄,臭氧层空洞的大小就越大。

臭氧层很重要,因为它阻止太多有害的紫外线到达地球。紫外线具有破坏动植物的能力,可导致皮肤癌、人类白内障。地球上的生命之所以可能存在,是因为地球周围有臭氧层。

臭氧损耗令人担忧,因为它正在以前所未有的速度发生。

气候变化和臭氧损耗是两个不同但有许多关联的全球性问题。在臭氧层损耗的问题上,我们设法与决策者有效地合作从而达成了一项叫做蒙特利尔议定书的国际协议这基本上解决了臭氧层损耗的问题。

〜Mario J.Molina

根据维基百科

臭氧耗尽描述了自20世纪70年代后期以来观察到的两个明显但相关现象:地球平流层(臭氧层)中臭氧总量的稳定下降约4%,以及地球地区周围地区的平流层臭氧的速度下降得多。

后一种现象被称为臭氧空洞。除了这些众所周知的平流层现象之外,春季也有极地对流层臭氧损耗事件。

臭氧孔的原因

臭氧层的破坏是仅引起的一个因素,即胆氟烃。在20世纪80年代,科学家发现了臭氧在较低的平流层中变薄,并且称为南极春季(九月和十月)中称为“臭氧孔”的戏剧性臭氧损失。

发现臭氧孔的主要原因是含有胆氟烃或CFCs的气体(用氯和/或碳的氟连接的化合物),哈龙(与溴或碘的类似化合物)和氟尔斯。通常在气溶胶罐中发现并由许多电子设备释放,这些被认为降低了平流层中臭氧的水平。所有这些气体含有氯,这是臭氧层稀疏后面的主要原因。

通过Sun的紫外线辐射对称为光化学反应的氧分子的作用连续产生平流层臭氧。臭氧主要在热带纬度地区创建,但下层流层中的大规模空气循环模式将臭氧移动到杆子,其集中浓缩。

除了这种全球运动之外,强烈的冬季极地涡旋对臭氧在两极的集中也很重要。在极地持续的黑暗冬季,极地涡旋内部的空气变得极其寒冷,这是极地平流层云形成的必要条件。

极地平流层云创造了激烈臭氧破坏的条件,因为它们提供了氯的表面,以变成破坏臭氧的形式。直到太阳在春天出现,他们通常往往持续。

在两极,氟利昂附着在云中的冰粒子上。当太阳在极地的春天再次出现时,冰粒子融化并从冰粒子表面释放出消耗臭氧层的分子。

CFC内的氯在臭氧层中的臭氧气体中的存在,这增加了臭氧耗尽的机会。截至日期,氟氯烃委员会占臭氧消耗的80%。

臭氧层的破坏主要是由于环境中含氯气体的数量开始增加。当这些气体上升时,它们暴露在紫外线下。这就会引起化学反应,产生氯原子。这些影响臭氧和导致臭氧损耗

虽然该过程已经发生了几年,但臭氧层自然地修复。随着这些气体的发射的显着增加,南极上方的臭氧孔成为层的永久部分。即使损坏是可逆的,它也需要几十年并减少排放量。

CFC没有冲回地球,甚至没有在与其他化学物质反应中破坏的,这意味着它们可以在大量的大气中保持大的一段时间,可以是20至120岁以上。

结果,它们被运送回平流层,在那里最终被太阳紫外线分解,释放出游离氯。

平流层的臭氧也有自然过程将其从大气中去除。1991年皮纳图博火山爆发时,微小的硫酸盐颗粒(气溶胶)射入平流层,导致火山爆发后数年臭氧含量显著下降。

到目前为止,臭氧空洞仍然是许多人感兴趣的领域。尽管南极上空的臭氧空洞开始出现减少的迹象,但人们仍对其长期影响感到担忧。

特别是,许多科学家担心,世界其他地区同样状况的发展,如果不是一起造成臭氧耗竭,将来可能导致大规模的臭氧变薄。

臭氧孔的影响

科学家们已经能够确定与臭氧损耗有关的后果的数量。首先是进入大气的UVB(紫外线B)光的增加。这导致环境破坏

对人体健康的影响

臭氧层变薄意味着直接接触紫外线。臭氧层耗损量增加紫外线到达地球表面根据实验室和流行病学研究,紫外线造成非黑素瘤皮肤癌,并在恶性黑素瘤的发展中发挥重要作用,甚至可能导致死亡。臭氧层减少1%会导致皮肤癌病例增加5%。

暴露在紫外线下还会增加白内障的发病率。白内障是一种眼睛晶状体混浊的疾病,这反过来会影响人们的视力,还可能导致失明的人数增加。

臭氧层的耗尽和紫外线的增加也可能导致DNA损伤,这可能导致突变。其他效果对皮肤细胞造成损害,皮肤老化等。

对动物的影响

在动物王国中,许多种类的动物被发现因紫外线增加而遭受日益增长的晒伤。某些作物也会受到影响,因为它们依赖于蓝藻,而蓝藻对紫外线辐射的变化相当敏感。另一方面,人们也发现,维生素D水平的提高使动物王国中产生更多的维生素D。

对海洋生态系统的影响

浮游植物和浮游动物是水生生物的基础食物网。Phytoplankton生产力对环境中的光线量非常敏感,并且在极大地影响它们的UV-B光线中增加。暴露于太阳能UVB辐射影响浮游植物中的取向和运动,导致这些生物的存活率降低。

科学家已经证明,由于与臭氧消耗有关的中波紫外线增加,浮游植物的产量直接减少,中波紫外线对所有海洋生物都有深远影响。

研究发现,中波紫外线辐射会对两栖动物、鱼类、蟹类、虾类及其他海洋动物的早期发育造成损害。

最严重的影响是生殖能力下降和幼虫发育受损。中波紫外线暴露量的小幅增加可能导致小型海洋生物的数量减少,从而影响整个海洋食物链。

水生动植物甚至不安全。紫外线可以穿透水,杀死小型植物和动物。如果臭氧空洞继续扩大,植物将会减少,这意味着全世界的食物将会减少。

对植物的影响

植物的生理和发育过程受到UVB辐射的影响。植物的生长可直接受到中波紫外线辐射的影响,尽管其机制已适应减少或修复这些影响,以及适应中波紫外线增加水平的能力。

由UVB引起的间接变化,包括植物形式的变化,营养成分分布在植物内,发育阶段的时间和次生代谢的定时可以同样或有时高于UVB的破坏效应。这些变化可能对植物的竞争平衡,草食,疾病和生物地球化学循环产生严重影响。

对生物地球化学循环的影响

增加的UVB辐射可能影响陆地和水生生物地球化学循环,从而改变温室气体和化学重要的微量气体的源和汇,如二氧化碳、一氧化碳、羰基硫化物、臭氧和其他气体。这些潜在的变化将有助于生物圈-大气反馈,从而减轻或扩大这些气体的大气浓度。

对材料的影响

通过UVB辐射对合成聚合物,天然存在的生物聚合物和一些其他商品受到不利影响。今天的材料有点受到特殊添加剂的影响。然而,UVB水平的增加将加速他们的崩溃,限制了他们的户外使用寿命。

减少臭氧孔的各种解决方案

臭氧层空洞的影响和对臭氧层造成的破坏仍然不是很清楚。除了渐进的臭氧层的减少在全世界范围内,几乎没有可以量化的证据表明新洞会很快出现。即便如此,一些国家已经在努力减轻损失。

禁止氯氟化碳

氯氟化碳通常存在于制冷剂、溶剂、推进剂和发泡剂中,已被禁止使用,尤其是气溶胶罐和各种电器。已经举行了许多会议来讨论将逐渐淘汰气体的方法。

逐步淘汰消耗臭氧层的化学物质

蒙特利尔议定书是在20世纪80年代达成的,这是一项国际承诺,逐步淘汰消耗臭氧层的化学品,并得到了所有联合国成员国的普遍批准。然而,这遇到了来自以生产和使用这种气体为基础的工业的巨大阻力。

环境保护署使用大气和健康影响框架模型来估计一个更强的健康效益臭氧层保护根据《蒙特利尔议定书》2015年的一份报告中更新了EPA为解决臭氧层损耗而做出的努力所带来的好处,更新臭氧计算和排放型材,用于大气和健康效应框架模型

生成公共意识

然而,在环境中看到的少数已知和可核心的效果是变革的催化剂。普遍和持久的效果之一是公众对地球面临的环境问题的认识。

作为第一个在公共论坛上讨论的主要人为问题之一,它为公众的意见和行动奠定了基础,例如污染温室气体奥地利英格兰盘口气候危机

自我保护

因为所有阳光都含有一些UVB,即使具有正常的平流层臭氧水平,它始终是必不可少的保护你的皮肤和眼睛不被太阳晒伤

它还引发了关于气候模式和自然现象如何被大气的微小变化所扰乱的新研究。臭氧损耗不像以前那么严重了,但尽管如此,它还是对地球产生了影响。

由于大多数政府和环境机构都在努力减少氯氟烃的排放,臭氧层不再面临猖獗的臭氧损耗。这已被证明是成功的,是进一步减少危险排放工作的基础。

引用:

臭氧孔和全球变暖奥地利英格兰盘口

臭氧漏洞事实

基础臭氧层科学

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